Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto, preparados por:

> o bien una desecación por atomización, coagulación, coagulación por congelación o por otros métodos conocidos de recuperación de una mezcla de un látex o una suspensión espesa de agentes clásicos modificadores de la resistencia al impacto y de una suspensión espesa de un material de carga inorgánico,

> o bien una desecación simultánea (mediante desecación por atomización, coagulación u otros posibles métodos conocidos de recuperación) de (i) un látex o una suspensión espesa de agentes clásicos modificadores de la resistencia al impacto y de (ii) una suspensión espesa de un material de carga inorgánico,

además de la coagulación o de la coagulación por congelación, si la hay, se presenta una operación de filtración y desecación para recuperar estos agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto en forma de un polvo

Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto y métodos para prepararlos.

Campo del invento

El presente invento se refiere a agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto (por vía de ejemplo para un PVC), preparados mediante desecación por atomización, coagulación, coagulación por congelación u otros métodos conocidos de recuperación. De manera más exacta, se refiere a unos agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto, preparados por:

Estos agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto se recuperan en forma de un polvo, luego dicho polvo se introduce en una matriz termoplástica cuya resistencia al impacto ha de ser modificada. Este polvo o bien se mezcla con esta matriz termoplástica en el estado fundido, o se mezcla en seco con el polvo de la matriz termoplástica. Opcionalmente, otros aditivos se pueden introducir al mismo tiempo que el polvo de agente híbrido modificador.

La técnica anterior y el problema técnico

El reforzamiento de la resistencia al impacto de un poli(cloruro de vinilo) (PVC) rígido se consigue principalmente introduciendo unos aditivos poliméricos modificadores de la resistencia al impacto, tales como copolímeros de metacrilato, butadieno y estireno (MBS), copolímeros de acrilonitrilo, butadieno y estireno (ABS) o polímeros acrílicos del tipo de núcleo y envoltura (AIM), así como también un CPE (polietileno clorado). Esos agentes modificadores se sintetizan generalmente en una fase acuosa mediante procesos de polimerización en emulsión o suspensión, o de cloración de un HDPE [polietileno de alta densidad] en el estado de suspensión espesa para la preparación del CPE. Cualquiera que sea el agente modificador del impacto, antes de recuperarlo en forma de un polvo (p.ej. mediante desecación por atomización o coagulación), el agente modificador polimérico es dispersado en una fase de agua (látex, suspensión o suspensión espesa).

Algunos materiales de carga inorgánicos, tales como sílice o carbonato de calcio, con unos tamaños de partículas primarias situados dentro de las regiones de los micrómetros o nanómetros, se añaden con frecuencia a los antes mencionados agentes modificadores de la resistencia al impacto, principalmente con el fin de mejorar sus propiedades como polvos (capacidad de fluir, resistencia al aterronamiento/apelmazamiento...), permitiendo el suministro a granel. En ese caso, el material de carga inorgánico es añadido en forma de un polvo al polvo del agente modificador de la resisten- cia al impacto, durante o después del proceso de recuperación del agente modificador de la resistencia al impacto.

El documento de patente de los EE.UU. 4.278.576 se refiere al aislamiento y al mejoramiento de polvos de polímeros de agentes modificadores de la resistencia al impacto y a mezclas de polímeros de matriz termoplásticos con dichos polvos de polímeros de agentes modificadores de la resistencia al impacto. El método de aislamiento puede ser una desecación por atomización, una coagulación, una trituración u otro proceso. Como se describe en esta técnica anterior, aproximadamente de 0,5 a 50% en peso, preferiblemente de 0,5 a 25% en peso, basado en el polímero modificador de la resistencia al impacto y en un carbonato de calcio revestido con un estearato, de un carbonato de calcio revestido con un estearato que tiene un tamaño medio de partículas de aproximadamente 0,04 a 1 micrómetros, se introduce después de la formación del polímero modificador de la resistencia al impacto, pero antes o durante el aislamiento en forma de polvos. Esto quiere decir que el carbonato de calcio revestido con un estearato se añade o bien durante el proceso de polimerización para formar el polímero, o después de que se haya formado el polímero pero antes de que éste se haya aislado en forma de un polvo. Cuando el método de aislamiento es una trituración, el carbonato de calcio revestido con un estearato puede ser añadido en un nivel por encima de un 50% y después de esto se puede retirar parcialmente por tamizado para reducir su nivel en el producto final a un 50% o menos. El carbonato de calcio revestido con un estearato, sumamente preferible, es uno que se vende actualmente por Imperial Chemical Industries bajo la marca registrada Winnofil S, que tiene un tamaño de partículas de aproximadamente 0,075 micrómetros y no está aglomerado. Los polímeros "de matriz" pueden ser un polímero de poli(cloruro de vinilo), nylon, poli(metacrilato de metilo), poliestireno, poliésteres termoplásticos tales como un poli(tereftalato de etileno), un poli(tereftalato de butileno), un poli(tereftalato de ciclohexanodimetanol), y poliolefinas tales como un polietileno, un polipropileno, y cualquier otro polímero de matriz que pueda ser mejorado por un agente modificador de la resistencia al impacto. Los polímeros modificadores de la resistencia al impacto, que se aíslan de acuerdo con el procedimiento del documento US 4.278.576, y que son parte constituyente de la composición, son unos polímeros de injerto de metacrilato, butadieno y estireno (MBS), por ejemplo los que se describen en la patente de los EE.UU. nº 3.985.704; polímeros acrílicos del tipo de núcleo y envoltura (AIM), por ejemplo los que se describen en la patente de los EE.UU. nº 3.985.703, o polímeros análogos a éstos, en los que el contenido del caucho puede constituir de 60 a 100% del material polimérico total.

Los Ejemplos I-III del documento US 4.278.576 describen que, usando unas técnicas clásicas de polimerización en emulsión, se preparó un polímero acrílico del tipo de núcleo y envoltura usando 79,2 partes de acrilato de butilo, 0,4 partes de diacrilato de butilen glicol, y 0,4 partes de maleato de dialilo como el núcleo cauchoide, seguido por 20 partes de metacrilato de metilo como la segunda etapa. La emulsión fue secada por atomización en presencia de aire como el medio de desecación. Con el fin de mejorar las propiedades de desecación por atomización y de fluidez del polvo, se alimentaron unos aditivos en forma de partículas (tales como un carbonato de calcio revestido con un estearato) dentro de la corriente de aire de entrada.

Desafortunadamente, dicha ruta de introducción de materiales inorgánicos no protege con respecto de ciertas desventajas, tales como heterogeneidades de la dispersión y de la concentración, así como cuestiones de segregación. Esto es particularmente cierto cuando se habla de una cantidad aproximada de material inorgánico situada por encima de 2 o 3% con respecto al contenido de agente orgánico modificador de la resistencia al impacto.

El objeto del presente invento es el de mejorar las homogeneidades de la dispersión y de la concentración, y de impedir la segregación (especialmente durante el transporte o la transferencia a un silo).

La manera de conseguir estas mejoras consiste en mezclar un agente modificador polimérico y un material de carga inorgánico en unas fases dispersadas en agua, lo cual significa que la dispersión (látex, suspensión o suspensión espesa) del agente modificador se mezcla conjuntamente con una suspensión espesa del material de carga inorgánico. En ese caso, la parte inorgánico puede ser carbonato de calcio, pero también una zeolita, hidrotalcita, arcilla, montmorillonita, perlita y cualquier otro tipo de material inorgánico que se pueda obtener en forma de una suspensión espesa. Una vez que la mezcla de materiales orgánicos e inorgánicos es suficientemente homogénea, se pueden realizar unos procesos clásicos de recuperación de los antes mencionados agentes modificadores de la resistencia al impacto (mediante desecación por atomización, coagulación, coagulación por congelación u otros métodos conocidos de recuperación). Otra ruta podría consistir en secar simultáneamente (mediante desecación por atomización, coagulación u otros métodos conocidos posibles de recuperación) la dispersión en agua del material orgánico y la suspensión espesa del material inorgánico, significando que los...

1. Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto, preparados por:

además de la coagulación o de la coagulación por congelación, si la hay, se presenta una operación de filtración y desecación para recuperar estos agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto en forma de un polvo.

2. Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con la reivindicación 1, en los que el material de carga inorgánico tiene una dureza en la escala de Mohs de menos que 6, y preferiblemente de menos que o igual a 4.

3. Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en los que el material de carga inorgánico es un carbonato de calcio natural triturado (GCC), un carbonato de calcio precipitado (PCC), un PCC con un tamaño a la nanoescala (NPCC), una arcilla, una montmorillonita (una nano-arcilla), una zeolita, una perlita o cualquier otro tipo de material inorgánico que se pueda obtener en forma de una suspensión espesa.

4. Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que las proporciones del material de carga inorgánico son de 0,1-95% (en peso) de la cantidad total de los agentes clásicos modificadores de la resistencia al impacto y del material de carga inorgánico.

5. Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que la proporción del material de carga inorgánico es de 1-50% de la cantidad total de los agentes clásicos modificadores de la resistencia al impacto y del material de carga inorgánico.

6. Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que la proporción del material de carga inorgánico es de 3-20% de la cantidad de los agentes clásicos modificadores de la resistencia al impacto y del material de carga inorgánico.

7. Agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en los que los agentes clásicos modificadores de la resistencia al impacto se escogen entre copolímeros de metacrilato, butadieno y estireno (MBS), copolímeros de acrilonitrilo, butadieno y estireno (ABS), polímeros acrílicos del tipo de núcleo y envoltura (AIM) y CPE (polietilenos clorados).

8. Uso de los agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en polímeros termoplásticos.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8, en que los polímeros termoplásticos se escogen entre el conjunto que consiste en polímeros de poli(cloruro de vinilo), poliamida, poli(metacrilato de metilo), poliestireno, policarbonato, poliésteres termoplásticos tales como un poli(tereftalato de etileno), un poli(tereftalato de butileno), un poli(tereftalato de ciclohexanodimetanol), y poliolefinas tales como un polietileno y un polipropileno.

10. Uso de de acuerdo con la reivindicación 8, en que el polímero termoplástico es o bien un poli(cloruro de vinilo) o un policarbonato.

11. Polímero termoplástico que contiene agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

12. Polímero termoplástico de acuerdo con la reivindicación 11, que contiene unos aditivos escogidos entre el conjunto que se compone de materiales de carga inorgánicos adicionales, pigmentos orgánicos o inorgánicos, negros de carbono, nanotubos de carbono, perlas de vidrio, fibras de vidrio, agentes retardadores de la llama y/o agentes reforzadores.

13. Un artículo que comprende el polímero termoplástico que contiene agentes híbridos modificadores de la resistencia al impacto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en que dicho artículo es un tubo o un perfil o un forro.